高二物理 带电粒子在电场中的运动 课件选修3

带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动带电体带电体带电微粒：小球、尘埃、液滴带电微粒：小球、尘埃、液滴带电粒子：质子、电子、正负离子、带电粒子：质子、电子、正负离子、粒子粒子一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速qUm+_带电粒子的加带电粒子的加速速 d d例题例题1 1：如图所示，在真空中如图所示，在真空中有一对相距有一对相距d d的平行金属板，的平行金属板，两板间加以电压两板间加以电压U U。两板间有。两板间有一带正电荷一带正电荷q q的带电粒子。以的带电粒子。以水平初速度水平初速度v0从正极板飞入从正极板飞入带电粒子在电场中作什么运动？电势能如何变化，机械能如何带电粒子在电场中作什么运动？电势能如何变化，机械能如何变化，能量如何转变？变化，能量如何转变？粒子穿出负极板时的速度多大？粒子穿出负极板时的速度多大？粒子穿出负极板后做什么运动？粒子穿出负极板后做什么运动？正负粒子的运动情况一样吗？正负粒子的运动情况一样吗？分析：对于粒子来说，一般有分析：对于粒子来说，一般有mgF，故可忽略。，故可忽略。带电粒子在电场力作用下带电粒子在电场力作用下a=F/m=Eq/m=Uq/md机械能增加，电势能减小机械能增加，电势能减小由由v2-vo2=2ad 解得：解得：mqUvv220或：由动能定理或：由动能定理qU=mvqU=mv2 2/2-mv/2-mv0 02 2/2/2解得：解得：mqUvv220粒子不受任何力，做匀速直线运动粒子不受任何力，做匀速直线运动由于电场力做功与电场是否是匀强电场由于电场力做功与电场是否是匀强电场无关，与运动路径也无关无关，与运动路径也无关只与初末位置的电势差（电势能）有关只与初末位置的电势差（电势能）有关所以动能定理仍适用！所以动能定理仍适用！一般用一般用“动能定理动能定理”求解求解电子的质量为电子的质量为0.910-30 kg，电子的电荷量电子的电荷量e=1.610-19 C两板的距离为两板的距离为20cm二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转 UL L+-Y Y dY Y 如图所示，在真空中如图所示，在真空中水平放置一对金属板水平放置一对金属板Y和和Y，板间距离为，板间距离为d。在两板间加以电压在两板间加以电压U，一电荷量为一电荷量为q质量为质量为m的带电粒子从极板的带电粒子从极板中央以水平速度中央以水平速度v0射射入电场。入电场。 (不计粒子不计粒子的重力的重力)v v0 0 q q带电粒子在电场中作什么运动？带电粒子在电场中作什么运动？正负粒子的运动情况一样吗？正负粒子的运动情况一样吗？结论：带电粒子初速度结论：带电粒子初速度垂直于电场方向垂直于电场方向飞入匀飞入匀强电场做强电场做类平抛类平抛运动运动粒子在平行板面方向上做粒子在平行板面方向上做粒子在垂直板面方向上做粒子在垂直板面方向上做匀速直线运动匀速直线运动初速为零的匀加速初速为零的匀加速直线运动直线运动4.沿垂直于板面方向偏移的距离沿垂直于板面方向偏移的距离=？3.粒子离开电场时的偏角粒子离开电场时的偏角=？ 2.粒子离开电场的速度粒子离开电场的速度V=？ 1.粒子穿越电场的时间粒子穿越电场的时间t=? d+- lv v0 0d-qv vv v0 0v vyS S带电粒子在电场中作什么运动？带电粒子在电场中作什么运动？（1 1）电势能如何变化，机械能如何变化，能量如何转）电势能如何变化，机械能如何变化，能量如何转变？变？（2 2）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？+-v vv v0 0v vy y+_U1U2v v0 0 L LmqUv102122202242dULUvLmdqUy12202tandULUmdvLqU-qm三、三、 加速和偏转一体加速和偏转一体y